艦艇編隊協同作戰及電子對抗技術

【摘要】為了在未來多維度高科技的海戰爭中取得優勢，深入研究了美軍艦艇編隊協同作戰能力，并積極探討了可能的電子對抗技術。從CEC網絡構成出發，對CEC的工作流程進行了介紹，并對CEC的作戰功能進行了研究，據此針對其薄弱環節提出了三種電子對抗技術，為我國海戰場電子對抗技術發展提供參考。

【關鍵詞】協同作戰能力|海戰場|電子對抗

協同作戰能力（Cooperative Engagement Capability，CEC）是美海軍網絡中心戰的重要組成部分，能較好地解決海上編隊的防空預警問題。CEC系統可以使編隊所有裝備該系統的平臺共享防空資源，融合分散部署的傳感器獲取的點跡信息，形成一致的火控質量空中態勢，進行協同防御作戰，即便本艦傳感器沒有探測到來襲目標，也可據此發射艦空導彈進行攔截，從而實現編隊對來襲目標的實時反應，擴大對來襲目標的攔截縱深，提高防空作戰效率。

目前，美軍已在不同平臺配置了三種型號的CEC系統，包括艦載AN/USG-1A系統、AN/USG-2A系統和機載AN/ USG-3A系統。并且在全部航空母艦、“宙斯盾”艦、兩棲登陸艦和E-2C鷹眼預警機上配置CEC系統，實現了編隊中不同平臺的防空雷達、敵我識別器、防空武器等集成，組成了一個有機運行的多平臺協同防空作戰系統[1]。

一、CEC組成

CEC系統的網絡各節點主要由三部分組成：一是協同交戰處理機（Cooperative Engagement Processor，CEP），負責處理大量威脅目標信息，為網絡中各單元提供一份完整可靠的戰場態勢圖，實現各單元的聯網定位；二是數據分發系統（Data Distribute System，DDS），該系統是一個高可靠的抗干擾數據鏈，通過DDS在單位間實時分配傳感器信息[2]；三是與現有系統的集成改造。

（一）CEP（協同交戰處理機）

CEP可融合網絡各單元的目標數據，通過敵我識別（Identification Friend Or Foe，IFF）系統獲得的目標屬性數據，實時生成精確態勢圖。在此基礎上，CEP判定目標對本單元的威脅程度。如果達到威脅標準，即使本單元傳感器并未探測到目標，CEP也能將其他單元的目標探測數據傳輸給本單元傳感器，并啟動跟蹤目標流程。

此外，CEP與本地探測、偵察和武器設備直接交聯，探測、偵察設備的數據可快速傳輸給CEP，并及時將火控數據送到武器設備上。CEP還與指控系統互聯，以保障本地統一行動調度。

（二）DDS（數據分發系統）

DDS屬于CEC的端機部分，主要功能是實現單元組網和數據分發[3]。DDS作為基本的協同網絡完成了指控信息、傳感器信息、目標信息和作戰圖像等交聯，是防空體系的信息保障。

DDS是一個高速通信數據鏈設備，通過相控陣天線和大功率窄帶定向發射等手段，實現抗干擾和抗截獲性能?？梢哉f相控陣天線是DDS中重要傳感器，其探測能力、精度對CEC起著關鍵作用。相控陣柱狀天線直徑44英寸，高度14英寸，能夠實現約30dB的增益。由于采用高功率發射機，其他協同單元也采用同樣的相控陣天線，對接收機靈敏度要求大幅降低，因此DDS系統設備的抗干擾性能夠消除敵方可能采用的每一種如跳頻、頻率交錯等靈巧干擾對網絡造成的危險影響。

（三）與現有裝備的集成改造

為了實現交戰時火控數據的高精度傳輸，CEC系統與艦艇現有裝備集成為有機整體。其中，與CEC系統互連的主要雷達傳感器如表1所示。

與CEC系統綜合的戰斗系統如表2所示。

二、工作流程

在完成網絡構建后，CEC網絡工作流程[4-5]主要包括時間同步、數據融合和攔截條件判斷與打擊，如圖1所示。

（一）時間同步

CEC網絡建立后，所有單元會依據提前制定的規則生成時間排序表，表中包含各單元在各時間間隙的配對信息。各單元在保持時間高度同步的基礎上，以該排序表的時間相互發送或接收探測數據，并在一段時間后完成所有單元的互通信，從而實現數據共享。

（二）數據融合

CEP對目標進行判斷，如果達到威脅標準，將融合各單元的探測數據融合生成威脅目標的航跡。各單元的探測數據包括目標的距離、方位、俯仰以及多普勒參數和本單元的傳感器信息等。CEP通過柵格鎖定功能實現探測目標的關聯，通過卡爾曼濾波實現探測目標航跡的融合生成，達到對目標的跟蹤和識別。據美軍實測數據，CEC系統中每個目標僅產生1.06個航跡（關聯率約為94%），而Link16產生1.35個航跡，其他方式則要產生1.5個航跡[6]。

（三）攔截條件判斷與打擊

CEP實時跟蹤威脅目標的航跡，只要探測到目標達到某單元的攔截條件，則生成火控信息并傳輸給該單元的武器設備和指控系統；如果未達到威脅標準，則各單元繼續實時探測。實施攔截后，各單元繼續探測威脅目標，若攔截成功，則任務結束；若攔截不成功，各單元繼續探測威脅目標。

三、作戰功能

CEC系統作戰功能包括復合跟蹤與識別、精確提示和協同交戰三個功能[7-9]。其中復合跟蹤與識別形成的目標航跡圖的可靠度直接決定了后兩者的效能。

（一）復合跟蹤與識別

CEC通過時間同步和數據融合，實現了對目標的復合跟蹤與識別。目標航跡形成示意圖如圖2所示。

由于目標態勢圖是通過融合各單元的探測數據生成的，因此任一單元的某個偵察、探測設備出現故障或受到干擾失效時，目標跟蹤丟失的概率都較低，在各種復雜條件下都能較好地保障艦艇編隊的作戰效能。

（二）精確提示

CEC形成目標航跡后，若目標達到對某單元的威脅標準，即使未探測到目標，CEC也能將目標數據傳輸到該單元，從而實現精確提示功能。本單元收到數據后，將自動啟動探測設備，直接對準目標來襲方位開展探測，發起對目標的搜索和跟蹤。協同節點精確捕獲示意圖如圖3所示。由于已經提前獲取目標的精確位置，所以能大幅增加本單元的捕獲距離。

（三）協同交戰

一個單元可以在本地探測設備尚未捕獲到目標的情況下，利用來自其他單元的探測數據來發射導彈并引導攔截目標，實現協同交戰功能。協同交戰示意圖如圖4所示。

CEC的協同交戰功能，增加了防御火力縱深，一次交戰不成功，也有第二次交戰的機會，通過選擇最佳的單元進行防御，實現了艦艇編隊統一的行動調度，最大限度地發揮導彈防御系統的體系作戰能力。

四、對CEC的對抗手段

通過上述介紹可以看出，CEC網絡由多個協同單元組成一個復雜的指揮信息系統網絡。由于CEC網絡是利用相控陣雷達組網的方式形成，屬于無線通信鏈路，因此對抗方采用電子干擾時，無線鏈路易斷開或混亂[10-11]。

（一）干擾相控陣天線

干擾相控陣天線主要是針對“宙斯盾”艦的AN/ SPY-1相控陣實施干擾。為對其形成有效干擾，可以采取以下方式：通過盡量靠近雷達達到增大干擾功率和爭取同步瞄頻干擾時間的目的；通過噪聲和假目標干擾相結合的方法對抗旁瓣消隱；通過采用超過相控陣天線的旁瓣對消數的干擾源數量的方式對抗旁瓣對消[12]。通過干擾相控陣天線，該單元的探測能力、精度將大幅下降，從而影響CEC的整體作戰效能。

（二）干擾艦載預警機

美國艦艇編隊作戰基本以航母為中心進行體系布置，其探測和防御區域可以分為內防區、中防區和外防區，其中外防區主要有預警機、艦載戰斗機和核動力潛艇構成。艦載預警機具有探測距離遠、覆蓋范圍廣、識別目標多等優勢，在CEC系統中發揮著至關重要的作用。但由于其雷達反射截面大、紅外特征明顯，很容易被對抗方雷達探測[13]。因此對抗方電子戰飛機可以通過組合不同干擾頻段對雷達進行干擾，從而削弱艦載預警機的探測距離和通信能力，致使CEC系統對來襲目標的感知能力降低，削弱協同交戰效益。

（三）主動申請式干擾

CEC網絡作為一個開放式的平臺，對抗方的雷達同樣能夠收到探詢信號。如果對抗方獲取了準確的入網信息，模擬友方以正確的信號方式應答，即可作為協同單元加入到CEC網絡中，進而攻擊；若不能順利入網，也可以通過持續申請入網，使CEC其中一個節點疲于辨別，從而影響工作。

五、結語

本文系統介紹了美海軍CEC系統的組成、工作流程、作戰功能，CEC通過各單元協同作戰，提高了整個編隊的作戰效能。對此本文提出了針對CEC關鍵節點的電子對抗技術，可對CEC的無線通信鏈路進行干擾，從而降低CEC作戰效益，為我國未來海戰場的電子對抗技術和相關裝備發展提供參考。中國軍轉民

參考文獻

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（作者簡介：莫嘉倩，中國人民解放軍92728部隊，碩士研究生，研究方向為電子對抗）